搜索
1專題題目：無線通訊技術之現況與未來發展學校及科系：光武技術學院國際貿易科指導教授：羅啟峰先生學生：陳芝瑋、陳柏年、丁嘉明摘要對於人們的需求逐漸增多，使得科技進步日新月異，近年來更因網際網路的快速發展，促進週邊產品變得更加人性化，從傳統的有線傳輸逐漸轉向無線網路，由於原先的有線傳輸系統有配線的問題，較不便利，故未來朝向無線傳輸系統方面加以改良，以達到無線區域網路的理想架構。本文將以藍芽、IrDA、IEEE802.11b分別做為無線網路系統之基礎分析，從成本、有效範圍、便利性等方向加以探討，除了原本的紅外線傳輸，再加上IEEE802.11b和藍芽系統的發展逐漸進步，未來要達到無線區域網路並不是夢想。關鍵字：無線通訊技術、BLUETOOTH、IrDA、IEEE802.11b2第壹章緒論一、研究動機2000年初，最重要的兩項生活革命「電子商務」與「無線通訊技術」。電子商務的熱潮在幾年前已席捲全球，而無線通訊科技也藉著行動電話的普及，不斷的滲透人們的生活，改變了我們的各種生活習慣！2000年初，世界已成為無線通訊、手提式電腦，與網際網路整合的行動科技新時代；使得無線通訊技術被視為繼電子商務後，市場的新契機。因此瞭解無線通訊技術在行動通訊的應用概況與發展為本研究動機之一。目前，新興無線傳輸技術「藍芽科技BLUETOOTH」以無方向性與穿牆性的優勢，迅速席捲市場；而「紅外線傳輸IrDA」為應用較成熟普及的技術；「無線區域網路系統IEEE802.11b」則完全不受傳統有線網路空間設置上的限制。其實不管是那一種無線傳輸技術，其最終目的皆在延伸人的生活與工作空間；令有線通訊曾是解決空間距離的良方，但面臨全球市場開放，龐大的電子資訊使得人類對資訊互通、傳送和溝通的需求益發迫切，使無線技術成為未來人類生活的重心，而現今極為普及的傳輸線也勢必會被世界的潮流所淹沒；故了解「無線傳輸」的未來發展，是現代人做為一個全方位的商務人士一個相當重要的課題，此也為本研究動機之二。二、研究目的本研究將進一步探討目前全球的無線通訊系統，是否已如消費者預期般的，以最快速的研發腳步進入我們生活週遭的消費性電子產品中；主要以藍芽科技、紅外線傳輸系統及無線區域網路IEEE802.11b三者系統未來在市場上的競爭態勢作一分析，以下五點為我們的研究目的：(一)瞭解藍芽科技、紅外線傳輸系統及無線區域網路，在通訊市場上各有何種競爭優勢及市場佔有率，以致能吸引眾多廠商相繼投入研究發展。(二)瞭解目前三者無線通訊技術在市場上的應用層面、所扮演的角色及開發應用上所面臨的困境與急待克服的問題。(三)探討藍芽科技、紅外線傳輸系統及無線區域網路未來要在市場普及的關鍵因素。(四)探討未來三種無線通訊技術是否有相互結合的可能。(五)近一步了解無線傳輸系統對於未來生活的影響。3三、研究流程圖第貳章文獻探討人類無線通訊歷史，由西元1896年、義大利物理學家馬可尼(GuglielmoMarconi)發明無線電報而展開；距貝爾發明電話(西元1876年)的時間，只相差了二十年。以當時科技進展速度來說，有線通訊和無線通訊起步並沒有太大差距；然之後將近一百年(西元1896至1980年)，無線通訊在一般人日常生活中幾乎缺席，不受到眾人的重視。直到廿世紀末的最後二十年，網際網路、行動電話才開始出現，並且融入我們日常生活；新的通訊技術開始改變人類的生活與工作模式。九○年代後期，全球行動電話人口進入爆炸性成長階段。在台灣，1999年，行動電話才開放三年左右，全部業者皆開始獲利，民營第一大業者台灣大哥大更是經營第一年就賺錢。2000年初，手機上網，加上能讓未來家電產品彼此溝通、互傳訊息的技術開發，勢必要為人類打造出一個新的無線生活環境。當無線通訊逐漸成熟，不再是實驗室中的奢侈品時，與我們貼近的將是「無線」，「有線」終將會退居幕後，漸行漸遠。就如AirTouch執行長基恩（SamGinn）被問到未來是否會跨向有線業務時回答：「將來應該不會有『有線』這個名詞了，圖1研究流程圖資料來源：本研究整理資料的蒐集研究動機與研究目的確立研究範圍文獻探討與台灣區電機電子工業同業公會的交流探討整合資料並以SWOT作分析尋找出無線通訊市場最具前瞻性的技術結論4因為未來消費者接觸到的是一個無線的平台，可以上網、可以打電話、可以…」。故本研究針對現在各界齊聲支援、擁有眾多大企業一齊背書的新興短距離無線傳輸技術Bluetooth(藍芽科技)，普及率最廣的短距離無線傳輸技術IrDA(紅外線傳輸系統)，及國際電子電機工程協會所定義的IEEE802.11(高速無線區域網路)作分析，藉由三者的介紹及比較，探討無線通訊市場的現況，研究何種技術可為無線通訊市場帶來新契機。一、新興無線傳輸工具----藍芽科技(一)藍芽科技的誕生藍芽有個有趣的起源：在十世紀的挪威(西元約940年至985年)，有個維京國王名叫『哈拉德藍芽』（HaraldBluetooth）因統一丹麥而留名青史；一千年後的今天(西元1994年)，瑞典易利信(Ericsson)公司開始一研究計劃，探討發展低功率、低秏電的無線技術以取代行動話與其周邊連接的線纜；且易利信行銷人員認為他們在統一消費性電子商品世界所做的貢獻可以媲美HaraldBluetooth國王，並將這種將在全球通用的無線傳送技術命名為Bluetooth，取其統一天下之意；藍芽之名因此而生。1998年5月，由Ericsson、Intel、Nokia、IBM及Toshiba組成一個專門同業小組(SpecialInterestGroup；SIG)，目標為制定一套短距離射頻無線連接技術的標準，此標準即為Bluetooth(藍芽)。至今，藍芽SIG已有超過2074個會員，其中包括Compaq、Dell、Motorola、3Com、HP、Lucent、TI及Sumung等世界性廠商，其涵蓋了電腦、電話、家電、汽車、飛機、玩具、半導體、消費性電子等等各行各業，成員們並同意制定一套免權利金的標準以降低Bluetooth技術成本，使之快速普及。台灣也於1999年4月13日成立無線通訊聯盟，積極參與Bluetooth相關產品的開發計劃，已有多家廠商加入：包括宏碁、神通、英業達、廣達、仁寶、華碩、明碁、羅技、致伸、華邦、工研院電通所及資策會等。(二)藍芽計劃的應用層面藍芽的應用層面非常廣大(如圖2所示)，實際運用領域有無線耳機組和手機的連結，這是目前較早的應用之一；另外，還有以無線傳輸的方式來使用印表機、遙控投影機、無線音響、無線鍵盤、無線滑鼠等，只要想得到的週邊設備，幾乎都可透過藍芽以無線的方式連結，利用藍芽進入區域網路；若運用藍芽的傳輸器，亦可與一般的VAN或Internet做數據與語音資料的擷取與溝通。無線通訊設備不再只是單獨的個體，而是可以彼此互相連結的網路體，構築成個人數位化網路(personalareanetworks)世界。5藍芽無線傳輸系統在實際產品的應用上，可以分成四類：(一)網際網路方面：將藍芽直接應用於手機和筆記型電腦上，取代以前手機連接網際網路時必須購置的一些設備。(二)資料的同步交換：在不同的設備裝置，例如Notebook、Computer、PDA、CellPhone等，都可透過藍芽的無線傳送裝置同步收傳送資訊。另有時間設置功能，使用者可在不用理會的狀態下，時間一到自動喚醒連結裝置，進行資料的同步收傳送。(三)電纜線的替代：無線傳輸方式，不論同類、非同類的裝置皆可由藍芽進行資料的傳輸交換，不須任何電纜線的連接。(四)三合一的手機應用：結合Bluetooth、GSM及GPS之應用手機在未來的手機市場必定會出現；此類手機除了有資料傳輸交換的功能，還可做電話的轉接（在辦公室與公司的電話連結，在家與家中電話連結）。而目前市面上展出的各式藍芽產品，包括：易利信使用無線螢幕電話傳送電子郵件及連接網際網路；Plam利用手持式裝置接遠端的電腦與其他裝置互換信息；阿爾卡特與晶片製造商共同推出單片的藍芽晶片；富士通則與Nokia結盟，推出在數位相機、行動電話間互傳靜止畫面的產品。(三)藍芽未來的成長在未來，藍芽組模的加入將會改變人們對於某些產品的需求，而對產品的需求又影響其對藍芽組模的需求；這兩者是相輔相成的。且目前易利信藍芽組模約在30美元左右，之後每年以30%幅度降低(如表2所示)。另外，英國CRS(CambridgeSiliconRadio)公司，近日正式量產單晶片，將以8美元單價對外出貨。故不久的將來，藍芽單晶片或晶片組將可以5美元的低價取得，其出貨量更將由目前3.8億套分別成長至2003年8.1億套及2004年12億套，加大市場的競爭力與市場範圍。圖2Bluetooth的應用層面圖資料來源：電子工業市產年鑑20016MobilePhone72%Others4.9%PCCards3.6%Notebook3.8%Print&Fax4%Headsets5%DesktopPCs5.9%200020012002200320042005Nomura20~3010~155~85------美林證券15.007.504.503.152.522.02In-Stat21.0413.299.667.285.754.89資料來源：通訊科技/CommunicationTechnology又In-Star對藍芽相關產品市場的預估，在初期將以手機及桌上型電腦等短距離上網或線纜替代產品為主；成本降低後，即刺激數位相機、印表機等無線傳輸需求相對較小的產品。等藍芽技術成熟、單晶片模組出現後，將又有新一波產品的應用，主要是以低價位手機和低價位數位相機、電腦週邊、傳真機和其他專業設備(例如醫學設備、工業機具等)為主。2002年時，藍芽將深植79%的數位式掌上型裝置及超過二億台的個人電腦中。預計2005年，將有超過六億七千萬台的電腦設備將內建藍芽功能。因此未來無線網路將是趨勢，而藍芽產品也扮演關鍵的角色(如圖3所示)。二、傳統紅外線(IrDA)之敘述(一)傳統紅外線(IrDA)的誕生IrDA本身是代表制訂此標準的組織---紅外線數據協會（InfraredDataAssociation；簡稱IrDA），主要是整合資訊週邊紅外線傳輸裝置，目的是建立紅外線短距離無線傳輸之統一標準。而它起源於1974年、德國率先研發出紅外線傳輸裝置，並於十年之內風靡全世界，然而在1993年之前，因為資訊週邊之紅外線傳輸並無統一規格，使其無法快速發展下去；直至1993年9月由美國HP、IBM、日本SHARP、SONY等50家廠商在美國正式成立紅外線數據協會『IrDA』後，才將規格統一；而紅外線通訊(簡稱IR)也屬於一種無線通訊。圖32005年Bluetooth產品分布情形資料來源：In-Stat,工研院經資中心ITIS計劃表2全球研究機構對藍芽組模的成本預估7表2IrDA近年之應用層面(二)傳統紅外線(IrDA)計劃的應用層面關於IrDA的產品，或許並不是很多人都清楚的，其實這種紅外線傳輸系統早已在電子市場上存在了二、三十年了；因為紅外線傳輸在無線傳輸技術上可以說是一項比較成熟的技術之一，且在成本上紅外線LED及接收器等元件遠較一般RF(RadioFrequency)組件來得便宜，因此紅外線傳輸很早就應用在各類家電的控制及資訊產品的資訊傳輸上；近幾年來，更已成為相當普遍的產品，融入到我們的生活當中。最好的例子就是在我們家中的電視機、錄影機以及家電所使用的搖控器，大家可發現其前端有一小塊發射器，即是利用紅外線來作為資料的傳輸。年代應用層面1995年筆記型電腦開始使用IrDA做為電腦間檔案傳送的標準介面，使IrDA逐漸為外界熟識。1999年手機業者大量跟進，使用IrDA做為檔案傳送的標準介面。2000年下半年個人數位助理PDA巨擘Palm公司也採用IrDA，使其收發器市場不僅已經成形，而且漸入佳境。2001年因應電子付款方式開始流行，信用卡巨人VISA加入IrDA組織，企圖建立無線電子付款新標準。資料來源：1.零組件雜誌2001年3月2.本研究分析整理在1995年時，出貨的每一部筆記型電腦上幾乎